JPWO2011111224A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Abstract

内燃機関の制御装置は、車両に搭載され、エンジンと、触媒と、制御手段とを備える。エンジンは、気体燃料及び液体燃料を燃料として運転するバイフューエルエンジンである。制御手段は、液体燃料の使用時に、触媒の温度が所定の上限値を超えた場合、空燃比をリッチにすると共に気体燃料の割合を増大させる。

Description

本発明は、内燃機関（エンジン）を備える車両の制御に関する。
従来から、触媒が高温になった場合、燃料噴射量を増量することで、排気ガス温度を低下させる技術が知られている。例えば、特許文献１には、アルコールを含む燃料において、触媒温度が上限温度以上に昇温するときには、アルコール燃料割合を増加させる技術が開示されている。この場合、蒸発熱や燃焼温度の違いにより、触媒温度が減少し触媒劣化が抑制される。また、特許文献２には、排気系温度の過昇温を防止するために、燃料の含酸素燃料の割合に基づいて燃料カットする温度の設定を変更する技術が開示されている。
特開２００８−１３３７２６号公報 特開２００９−２５７２４８号公報
液体燃料の燃料噴射量の増量時には、吸気ポートや燃焼室内の燃料付着量が大きくなる。従って、その後、減速に伴い燃料カットを行う場合には、上述の未燃燃料が排気系に流入し、未燃燃料と大量の酸素で触媒内の酸化反応が促進され、触媒温度が昇温すると共に触媒劣化が進行する可能性がある。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、触媒温度を低減しつつ触媒の劣化を抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
本発明の１つの観点では、内燃機関の制御装置は、気体燃料及び液体燃料を燃料として運転可能なエンジンと、前記エンジンの排気ガスを浄化する触媒と、前記液体燃料の使用時に、前記触媒の温度が所定の上限値を超えた場合、空燃比をリッチにすると共に前記気体燃料の割合を増大させる制御手段と、を備える。
上記の内燃機関の制御装置は、車両に搭載され、エンジンと、触媒と、制御手段とを備える。エンジンは、気体燃料及び液体燃料を燃料として運転するバイフューエルエンジンである。制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、液体燃料の使用時に、触媒の温度が所定の上限値を超えた場合、空燃比をリッチにすると共に気体燃料の割合を増大させる。ここで、「気体燃料の割合」とは、気体燃料を燃料として使用する割合を指す。また、「空燃比をリッチにする」とは、空燃比をリッチ側へ遷移させることを指す。このように、内燃機関の制御装置は、触媒温度が高温となり劣化防止のため触媒温度を低下させる場合に、空燃比をリッチにすると共に気体燃料の割合を増加させる。これにより、内燃機関の制御装置は、吸気ポートや筒内に未燃燃料が過度に付着するのを防ぎ、燃料カット時の触媒劣化及び触媒昇温を抑制することができる。また、内燃機関の制御装置は、同一質量での体積が液体燃料より大きい気体燃料の使用割合を増加させることで、燃料室への吸入空気量及び充填効率を低下させ、触媒温度を低下させることができる。また、内燃機関の制御装置は、燃料増量時に気体燃料の割合を増加させることで、低エミッション化を実現することができる。
上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記空燃比をリッチにすると共に前記気体燃料の割合を増大させた後、当該割合を増大させる前の状態に戻すタイミングを、燃料カットからの復帰時とする。このように、内燃機関の制御装置は、燃料カットからの復帰時に気体燃料の割合を元に戻すタイミングを設定することで、燃料カット時に燃焼室内を掃気することができる。従って、内燃機関の制御装置は、再び元の燃料噴射制御を開始する場合に、気体燃料の割合を増加させたことによる影響を回避することができる。
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記空燃比をリッチにすると共に前記気体燃料の割合を増大させる制御を、加速時又は／及びトランスミッションの変速時に実施する。これにより、内燃機関の制御装置は、加速時やトランスミッションの変速時に、吸気ポートや筒内に未燃燃料が過度に付着するのを防ぎ、燃料カット時の触媒劣化及び触媒昇温を抑制することができる。また、内燃機関の制御装置は、燃料室への吸入空気量及び充填効率を低下させ、触媒温度を低下させることができる。また、内燃機関の制御装置は、燃料増量時に気体燃料の割合を増加させることで、低エミッション化を実現することができる。
本発明に係る内燃機関の制御装置が適用された燃料噴射システムの一例を示す図である。 液体燃料運転時及び気体燃料運転時での触媒温度の挙動を説明するためのタイムチャートの一例である。 加速走行時における第３制御の処理概要を示すタイムチャートの一例である。 第１制御及び第２制御を同時に実行した場合の処理手順を示すフローチャートの一例である。 第３制御の処理手順を示すフローチャートの一例である。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
［内燃機関の概略構成］
図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置が適用された燃料噴射システム１００を示す。図中の実線矢印はガスの流れの一例を示している。
燃料噴射システム１００は、主に、エンジン１と、第１燃料噴射弁２と、第２燃料噴射弁３と、サージタンク４と、スロットルバルブ５と、吸気通路６と、エアクリーナ７と、排気通路８と、触媒１０と、を備える。
エンジン１は、４つの気筒１１を備え、各気筒１１はインテークマニホールドを介して共通のサージタンク４に接続されている。そして、各気筒１１には、気体燃料を噴射するための第１燃料噴射弁２と、液体燃料を噴射するための第２燃料噴射弁３とがそれぞれ設けられている。ここで、気体燃料は、例えば、ＣＮＧ（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ）、ＬＰＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇａｓ）、ＬＮＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ）などが該当する。また、液体燃料は、例えば、ガソリン、軽油、メタノールやエタノールなどのアルコール、又はこれらの混合燃料である。
サージタンク４は、吸気通路６を介してエアクリーナ７に接続され、吸気通路６内にはスロットルバルブ５が配置されている。このスロットルバルブ５は、ＥＣＵ５０の制御信号に基づいてその開度（以後、「スロットル開度Ｔｈｒ」と呼ぶ。）が制御される。一方、各気筒１１は共通のエキゾーストマニホールドを介して排気通路８に連結される。そして、排気通路８上には三元触媒である触媒１０が設置される。
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを備え、燃料噴射システム１００の各構成要素に対して種々の制御を行う。例えば、ＥＣＵ５０は、各種センサからの検出信号に基づき、第１燃料噴射弁２及び第２燃料噴射弁３の制御を行う。また、ＥＣＵ５０は、所定の運転状態で触媒１０が高温であると判断した場合に、触媒１０の温度（以後、「触媒温度Ｔｂ」と呼ぶ。）を低下させる制御を行う。このように、ＥＣＵ５０は、本発明における制御手段の一例である。
［制御方法］
次に、ＥＣＵ５０が実行する制御について具体的に説明する。ＥＣＵ５０は、以下に説明する第１制御乃至第３制御を実行することで、触媒温度Ｔｂを低減しつつ、触媒１０の劣化を抑制する。
なお、以後では、「気体燃料運転」とは、第１燃料噴射弁２による燃料噴射を実行している運転、即ち、気体燃料を使用した運転を指し、「液体燃料運転」とは、第２燃料噴射弁３による燃料噴射を実行している運転、即ち、液体燃料を使用した運転を指す。また、「燃料カット」とは、一部又は全ての気筒１１の燃料噴射を停止することを指す。さらに、「燃料カットからの復帰」とは、燃料カット状態から燃料噴射を再開することを指す。また、
（第１制御）
第１制御では、概略的には、ＥＣＵ５０は、液体燃料運転を実行する運転領域で、触媒温度Ｔｂが所定の上限温度を超えた場合、燃料噴射量の増量（以後「燃料増量」とも呼ぶ。）を行うと共に気体燃料運転に切り替える。これにより、ＥＣＵ５０は、触媒１０の劣化を抑制しつつ、触媒温度Ｔｂを低減させる。
これについて具体的に説明する。まず、ＥＣＵ５０は、液体燃料運転を実行中の場合、触媒温度Ｔｂが所定の上限温度（以後、「上限温度Ｔｂｔｈ」と呼ぶ。）より大きいか否か判定する。上限温度Ｔｂｔｈは、例えば触媒１０の劣化が生じる虞が無い触媒温度Ｔｂの上限値に、実験等に基づき設定される。
具体的には、ＥＣＵ５０は、例えばエンジン１の負荷とエンジン１の回転数とに基づき触媒温度Ｔｂを推定する。そして、ＥＣＵ５０は、エンジン１が高回転高負荷の所定の運転域の場合、触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈより大きいと推定する。他の例では、ＥＣＵ５０は、排気ガスの温度を排気通路８上に設置された図示しない温度センサに基づき排気ガス温度を測定する。そして、ＥＣＵ５０は、当該排気ガス温度から触媒温度Ｔｂを推定し、上限温度Ｔｂｔｈと比較する。さらに別の例では、ＥＣＵ５０は、触媒１０に設置された図示しない温度センサに基づき触媒温度Ｔｂを検出し、上限温度Ｔｂｔｈと比較する。
そして、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈより大きい場合、燃料増量して空燃比をリッチにすると共に、液体燃料運転から気体燃料運転に切り替える。これにより、ＥＣＵ５０は、第１制御での第１の効果として、吸気ポートや気筒１１の筒内に燃料が付着することに起因した燃料カット時での触媒温度Ｔｂの上昇及び触媒１０の劣化を防ぐことができる。さらに、ＥＣＵ５０は、燃料増量時に液体燃料運転から気体燃料運転に切り替えることで、第１制御での第２の効果として、効率よく触媒温度Ｔｂを低下させることができる。即ち、ＥＣＵ５０は、燃料増量時に液体燃料よりも同一質量での体積が大きい気体燃料に切り替えることで、充填効率及び吸入空気量を低下させ、排気ガスの温度を低減させることができる。また、一般に、理論空燃比よりリッチの場合、液体燃料よりガス燃料の方が低エミッションである。従って、ＥＣＵ５０は、燃料増量時に気体燃料運転を行うことで、第１制御での第３の効果として、低エミッション化を実現することができる。
上述の効果について、図２を参照してさらに補足説明する。図２は、液体燃料運転時及び気体燃料運転時での触媒温度Ｔｂの挙動を説明するためのタイムチャートの一例である。図２は、上から順に、スロットル開度Ｔｈｒ、触媒温度Ｔｂの上昇に起因した燃料増量を示す「燃料増量」、燃料カットの有無、エンジン１の回転数を示す「エンジン回転数Ｎｅ」、吸気ポートや筒内に未燃焼のまま残存した燃料の量を示す「未燃燃料」、及び触媒温度Ｔｂを示す。また、図２において、グラフ「Ｂ１」乃至「Ｂ４」は、液体燃料運転時と気体燃料運転時に共通した各要素の時間変化を示す。また、グラフ「Ｂ５」は、液体燃料運転時の未燃燃料の時間変化を示し、グラフ「Ｂ６」は、気体燃料運転時の未燃燃料の時間変化を示す。さらに、グラフ「Ｂ７」は、液体燃料運転時の触媒温度Ｔｂの時間変化を示し、グラフ「Ｂ８」は、気体燃料運転時の触媒温度Ｔｂの時間変化を示す。
まず、時刻「ｔ１」で、運転者のアクセル操作等に起因してスロットル開度Ｔｈｒが上昇する（グラフＢ１参照）。これにより、エンジン１は高負荷状態となり、液体燃料運転時及び気体燃料運転時のいずれの場合も、排気ガスの温度上昇に伴い触媒温度Ｔｂが上昇する（グラフＢ７、Ｂ８参照）。
そして、時刻ｔ１以後の時刻「ｔ２」で、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂの上昇に伴い、燃料増量を上昇させる（グラフＢ２参照）。これにより、ＥＣＵ５０は、燃料による気化潜熱を大きくし、排気ガスの温度を低下させる。一方で、時刻ｔ２以後、燃料増加に伴い未燃燃料が増加する（グラフＢ５、Ｂ６参照）。そして、時刻ｔ２以後では、図２に示すように、未燃燃料は、気体燃料運転時よりも液体燃料運転時の方が多くなる。即ち、気体燃料は、吸気ポートや燃料室内に燃料が付着することがないため、液体燃料より未燃燃料が少なくなる。
次に、時刻ｔ２以後の時刻「ｔ３」で、スロットル開度Ｔｈｒが下降する（グラフＢ１参照）。これに伴い、ＥＣＵ５０は、減速運転を行い、燃料カットを開始する（グラフＢ３参照）。そして、液体燃料運転の場合、燃料カット時に未燃燃料が大量に排出され、触媒１０で酸化反応が促進される。即ち、この場合、触媒１０は、高温かつ酸化雰囲気の条件下になる（グラフＢ７参照）。その結果、触媒１０は、貴金属のシンタリングが起き、性能が劣化するおそれがある。
一方、気体燃料運転の場合、時刻ｔ３の燃料カット時での未燃燃料が液体燃料運転時よりも少ない（グラフＢ５、Ｂ６参照）。よって、気体燃料運転の場合、燃料カット中であっても、未燃燃料の排出に起因した触媒温度Ｔｂの上昇及び触媒１０の劣化が抑制され、液体燃料運転時と比較して触媒温度Ｔｂが早期に低下する（グラフＢ７、Ｂ８参照）。
以上のように、ＥＣＵ５０は、触媒高温時燃料増量時に液体燃料運転を実行した場合、未燃燃料が大量にエンジン１内に残る。その結果、触媒温度Ｔｂの上昇及び触媒１０の劣化が促進される虞がある。以上を勘案し、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈより大きい場合、燃料噴射量を増量して空燃比をリッチにすると共に、液体燃料運転から気体燃料運転に切り替える。これにより、ＥＣＵ５０は、吸気ポートや気筒１１の筒内に燃料が付着するのを抑制し、触媒温度Ｔｂを低減しつつ触媒１０の劣化を抑制することができる。
（第２制御）
第２制御では、第１制御に加え、ＥＣＵ５０は、第１制御に基づき液体燃料運転から気体燃料運転に切り替えた場合、再び液体燃料運転に切り替えるタイミングを、燃料カットの復帰時にする。
これについて具体的に説明する。まず、ＥＣＵ５０は、液体燃料運転中に触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈより大きい場合、第１制御に基づき燃料増量を行うと共に気体燃料運転に切り替える。その後、ＥＣＵ５０は、燃料カットからの復帰時まで、気体燃料運転を継続する。そして、ＥＣＵ５０は、減速時に燃料カットを開始し、その復帰時に気体燃料運転から液体燃料運転へ切り替える。これにより、ＥＣＵ５０は、燃料を切り替える際に、燃焼室内を空気により一度掃気させて、前に使用した燃料が残存することによる影響を排除することができる。
また、好適には、燃料カットからの復帰時に、ＥＣＵ５０は、気体燃料により最後に燃焼した気筒１１の次に燃焼行程を行う気筒１１から液体燃料の噴射を行う。これにより、ＥＣＵ５０は、各気筒１１を均等に空気により掃気させ、前の使用燃料の残存の影響を確実に排除することができる。
（第３制御）
第３制御では、第１制御及び第２制御に代えて、またはこれに加え、ＥＣＵ５０は、液体燃料運転時であって、点火時期の遅角が実行される加速時やトランスミッションの変速時に触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈより大きい場合、燃料増量を行うと共に気体燃料運転に切り替える。これにより、ＥＣＵ５０は、低エミッション化を実現しつつ、触媒温度Ｔｂを低下させる。
これについて図３のタイムチャートを参照して説明する。図３は、加速走行時における第３制御の処理概要を示すタイムチャートの一例である。図３は、上から順に、触媒温度Ｔｂ、点火時期、触媒高温時での燃料増量、気体燃料運転の有無、液体燃料運転の有無を示す。なお、タイムチャート開始時では、ＥＣＵ５０は、液体燃料運転を行っているものとする。
まず、時刻「ｔ１１」で、ＥＣＵ５０は、トランスミッションの変速等に対応して、点火時期を一定時間遅角させる（グラフＣ２参照）。しかし、この場合、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈ以下であることから、触媒温度Ｔｂを低減する必要はないと判断し、燃料増量を行わない（グラフＣ３参照）。
次に、時刻「ｔ１２」で、エンジン１の排気ガス温度の上昇に伴い触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈを超える（グラフＣ１参照）。そして、時刻ｔ１２以後の時刻「ｔ１３」で、ＥＣＵ５０は、トランスミッションの変速等に起因して再び点火時期を遅角に設定する（グラフＣ２参照）。このとき、ＥＣＵ５０は、時刻ｔ１２で既に触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈを超えていることから、点火時期の遅角と共に燃料増量を行い（グラフＣ３参照）、さらに液体燃料運転から気体燃料運転に切り替える（グラフＣ４、Ｃ５参照）。このように、ＥＣＵ５０は、燃料増量時に気体燃料運転へ切り替えることにより、充填効率及び吸入空気量を低下させて、排気ガス温度を効率的に低下させることができる。
そして、ＥＣＵ５０は、点火時期を通常に戻す時刻「ｔ１４」で、燃料増量を停止すると共に、気体燃料運転から液体燃料運転へ切り替える（グラフＣ３乃至Ｃ５参照）。このように、ＥＣＵ５０は、燃料増量を行いリッチになる運転領域では、気体燃料運転を行うことで、低エミッション化を実現することができる。
［処理フロー］
次に、本実施形態における処理手順について説明する。以下では、まず、第１制御及び第２制御を同時に実行した場合の処理フローについて図４を用いて説明した後、第３制御を実行した場合の処理フローについて図５を用いて説明する。
（第１制御及び第２制御）
図４は、第１制御及び第２制御を同時に実行した場合の処理手順を示すフローチャートの一例である。図４に示すフローチャートは、ＥＣＵ５０により所定の周期に従い繰り返し実行される。
まず、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態を検出する（ステップＳ１０１）。具体的には、ＥＣＵ５０は、現在、液体燃料又は気体燃料のいずれを使用しているか、燃料カットを実行中であるか否か、触媒温度Ｔｂの高温化に伴う燃料増量を実行中であるか否か等を検出する。
次に、ＥＣＵ５０は、液体燃料運転の運転領域であるか否かについて判定する（ステップＳ１０２）。例えば、ＥＣＵ５０は、現在の運転状態等に基づき、所定のマップを参照して液体燃料運転の運転領域であるか否か判定する。そして、ＥＣＵ５０は、液体燃料運転の運転領域であると判断した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３へ処理を進める。一方、ＥＣＵ５０は、液体燃料運転の運転領域ではないと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、即ち、気体燃料運転を実行すべき運転領域であると判断した場合、気体燃料運転を実行する（ステップＳ１０６）。また、このとき、ＥＣＵ５０は、燃料増量を実行すべき条件が満たされている場合には、燃料増量を実行してもよい。
次に、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂを検出する（ステップＳ１０３）。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン１の負荷及び回転数に基づき触媒温度Ｔｂを推定してもよく、触媒１０に設置された温度センサ等の検出値に基づき触媒温度Ｔｂを検出してもよい。
そして、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈより大きいか否か判定する（ステップＳ１０４）。ここで、上限温度Ｔｂｔｈは、例えば触媒１０の劣化が生じる虞のない触媒温度Ｔｂの上限に、予め実験等に基づき設定される。そして、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈより大きいと判断した場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５へ処理を進める。一方、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈ以下であると判断した場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、触媒温度Ｔｂの低減のための燃料増量及び気体燃料運転への切り替えを実行する必要はないと判断し、ステップＳ１０７へ処理を進める。
次に、ＥＣＵ５０は、燃料増量の条件が成立するか否か判定する（ステップＳ１０５）。具体的には、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂ以外の条件であって、燃料増量を行うための各種条件が存在する場合には、これらの条件が満たされているか否か判断する。
そして、ＥＣＵ５０は、燃料増量の条件が成立すると判断した場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、気体燃料運転による燃料増量を実行する（ステップＳ１０６）。即ち、ＥＣＵ５０は、燃料増量を行うと共に、液体燃料運転から気体燃料運転に切り替える。これにより、ＥＣＵ５０は、燃料増量に起因して吸気ポートや筒内に未燃燃料が残存するのを抑制して燃料カット時の触媒１０の劣化及び触媒温度Ｔｂの昇温を抑制すると共に、充填効率の低下及び吸入空気量の低下により排気ガス温度及び触媒温度Ｔｂを低減させることができる。一方、ＥＣＵ５０は、燃料増量の条件が成立しないと判断した場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、ステップＳ１０７へ処理を進める。
次に、ステップＳ１０７以後の処理について説明する。ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈ以下（ステップＳ１０４；Ｎｏ）又は燃料増量の条件が成立しない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、燃料カットを実行中であるか否か判定する（ステップＳ１０７）。そして、ＥＣＵ５０は、燃料カット実行中であると判断した場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、液体燃料運転を実行する（ステップＳ１０８）。例えば、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０６で液体燃料運転から気体燃料運転に切り替え後、再びフローチャートを実行し、液体燃料運転の運転領域（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、かつ、触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈ以下の場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）に、燃料カット実行後に液体燃料運転を行う。これにより、ＥＣＵ５０は、各気筒１１内の燃焼室を掃気することができ、前に使用した燃料が筒内等に残存することに起因した影響を排除することができる。
一方、ＥＣＵ５０は、燃料カット実行中でないと判断した場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、フローチャートの処理を終了する。
（第３制御）
図５は、第３制御の処理手順を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ５０は、図５に示す処理を、例えば所定の周期に従い繰り返し実行する。
まず、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態を検出する（ステップＳ２０１）。次に、ＥＣＵ５０は、液体燃料運転の運転領域であるか否か判定する（ステップＳ２０２）。そして、ＥＣＵ５０は、液体燃料運転の運転領域である場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３へ処理を進める。一方、ＥＣＵ５０は、液体燃料運転の運転領域でないと判断した場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、即ち、気体燃料運転の運転領域であると判断した場合、気体燃料運転を実行する（ステップＳ２０６）。また、このとき、ＥＣＵ５０は、燃料増量を実行すべき条件が満たされた場合には、燃料増量を行う。
次に、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂを検出する（ステップＳ２０３）。そして、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈより大きいか否か判定する（ステップＳ２０４）。そして、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈより大きい場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５へ処理を進める。一方、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈ以下であると判断した場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、液体燃料運転を実行する（ステップＳ２０７）。この場合、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂの高温化に伴う燃料増量を実行しない。
次に、ＥＣＵ５０は、点火遅角制御中かつ、燃料増量の条件が成立するか否か判定する（ステップＳ２０５）。具体的には、ＥＣＵ５０は、加速時又はトランスミッションの変速時であることに起因して点火時期を遅角にしているか、及び、燃料増量の条件が成立するか判断する。そして、ＥＣＵ５０は、点火遅角制御中、かつ、燃料増量の条件が成立する場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、気体燃料運転による燃料増量を実行する（ステップＳ２０６）。即ち、ＥＣＵ５０は、点火遅角制御中に、燃料増量を行うと共に、液体燃料運転から気体燃料運転に切り替える。このようにすることで、ＥＣＵ５０は、燃料増量中の低エミッション化を実現すると共に、吸入空気量及び充填効率を低下させて、排気ガス温度を低下させることができる。
一方、ＥＣＵ５０は、点火遅角制御中でなく、又は、燃料増量の条件が成立しない場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、液体燃料運転を実行する（ステップＳ２０７）。
［変形例］
第１制御乃至第３制御の説明では、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈを超え、かつ、所定の条件が満たされた場合に、液体燃料運転から気体燃料運転に切り替えた。しかし、本発明が適用可能な方法は、これに限定されない。
これに代えて、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｂが上限温度Ｔｂｔｈを超え、かつ、所定の条件が満たされた場合に、エンジン１の燃焼に使用する燃料のうち、気体燃料の使用割合を増加させてもよい。即ち、この場合、ＥＣＵ５０は、液体燃料を継続して使用しつつ、気体燃料の使用割合を増大させてもよい。これによっても、ＥＣＵ５０は、上述の実施形態と同様、燃料増量時の未燃燃料の増加を抑制しつつ、充填効率及び吸入空気量を低下させて触媒温度Ｔｂを低下させることができる。
これについて、図４、図５のフローチャートを参照してさらに具体的に説明する。例えば、ＥＣＵ５０は、図４において、燃料増量の条件が成立した場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、燃料増量を実行すると共に、エンジン１の燃焼に使用する燃料のうち気体燃料の割合を増加させる。また、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０６の実行後、再びフローチャートの処理を実行し、燃料カットが実行中であると判断した場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、気体燃料の使用割合を元に戻す。同様に、図５において、ＥＣＵ５０は、点火遅角制御中かつ燃料増量の条件が成立した場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、燃料増量を実行すると共に、エンジン１の燃焼に使用する燃料のうち気体燃料の割合を増加させる。
１ エンジン
２ 第１燃料噴射弁
３ 第２燃料噴射弁
４ サージタンク
５ スロットルバルブ
６ 吸気通路
７ エアクリーナ
８ 排気通路
１０ 触媒
５０ ＥＣＵ
１００ 燃料噴射システム
本発明の１つの観点では、内燃機関の制御装置は、気体燃料及び液体燃料を燃料として運転可能なエンジンと、前記エンジンの排気ガスを浄化する触媒と、前記液体燃料の使用時に、前記触媒の温度が所定の上限値を超えた場合、空燃比をリッチにすると共に前記気体燃料の割合を増大させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記空燃比をリッチにすると共に前記気体燃料の割合を増大させた後、当該割合を元に戻すタイミングを、燃料カットからの復帰時とする。
また、前記制御手段は、前記空燃比をリッチにすると共に前記気体燃料の割合を増大させた後、当該割合を増大させる前の状態に戻すタイミングを、燃料カットからの復帰時とする。このように、内燃機関の制御装置は、燃料カットからの復帰時に気体燃料の割合を元に戻すタイミングを設定することで、燃料カット時に燃焼室内を掃気することができる。従って、内燃機関の制御装置は、再び元の燃料噴射制御を開始する場合に、気体燃料の割合を増加させたことによる影響を回避することができる。

Claims (3)

  1. 気体燃料及び液体燃料を燃料として運転可能なエンジンと、
    前記エンジンの排気ガスを浄化する触媒と、
    前記液体燃料の使用時に、前記触媒の温度が所定の上限値を超えた場合、空燃比をリッチにすると共に前記気体燃料の割合を増大させる制御手段と、
    を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 前記制御手段は、前記空燃比をリッチにすると共に前記気体燃料の割合を増大させた後、当該割合を元に戻すタイミングを、燃料カットからの復帰時とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 前記制御手段は、前記空燃比をリッチにすると共に前記気体燃料の割合を増大させる制御を、加速時又は／及びトランスミッションの変速時に実施する請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
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